CN114396092B - 一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，耙头罩、安装在耙头罩前端的安装柱、可拆卸安装在安装柱前端的耙齿以及安装在耙头罩内腔的减速电机驱动的驱动轴，还包括：第一传动箱，等距离分布在驱动轴的外壁，且第一传动箱的传动端连接有传动杆；第一缓冲部，设置在传动杆的中段；第二传动箱，连接在传动杆远离第一传动箱的一端，且第一传动箱与第二传动箱之间连接有限位伸缩架；割缝机构，连接在第二传动箱的传动端；第二缓冲部，设置在安装柱的中段；本发明有效降低了割缝机构的破土稳定性，保证了割缝机构的使用寿命，同时有效防止破碎后的岩石底质沉积，提高泥泵吸入污泥和破碎底质的比例，进而提高疏浚的作业效率。

Description

一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头

技术领域

本发明涉及一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，属于疏浚工程用设备技术领域。

背景技术

随着我国航运业迅速发展，港口与航道等基建工程得到蓬勃发展，使得国内对疏浚船舶的需求日益增长。耙吸挖泥船是疏浚工程中最常用的疏浚船舶，其抗风浪能力强、对航运干扰小、挖深大、输送距离不受限制，适合于深水、远距离作业的填海造地、大型港口航道建设与维护等工程。目前耙吸挖泥船的工作方式是一边航行一边挖泥，在船的两侧各安装一个耙头。挖泥船航行时，带动耙头往前运动，由耙头在水下挖掘土壤，然后通过泥泵的抽吸，沿着泥管把泥浆吸入泥舱，待舱满后再航行至抛泥区域进行抛泥。

随着国内外港口航道逐步拓宽与加深，硬黏土、胶结砂乃至岩石底质的疏浚工程不断增多，针对单轴饱和抗压强度大于20MPa的岩土，耙吸挖泥船疏浚能力弱、效率低、能耗高，限制了耙吸挖泥船适用范围，增加了港口航道建设成本。

现有技术中，专利申请号为CNCN201910628161.8的发明专利公开了一种新型滚刀辅助式耙吸挖泥船耙头，所述耙头包括耙头罩、减速箱、联轴器一、联轴器二、水下电机、转动轴、滚刀和耙齿；所述减速箱、联轴器一、联轴器二、水下电机位于耙头罩的侧方，所述转动轴、滚刀和耙齿位于耙头罩内，所述水下电机的输出轴通过联轴器一与减速箱的输入轴相连，所述减速箱的输出轴通过联轴器二与转动轴相连，所述转动轴带动滚刀旋转切削，所述耙齿位于耙头的前端，滚刀位于耙齿后端。本发明采用新型滚刀辅助耙头破岩，弥补了传统耙头破岩能力不足的问题，提高了耙吸挖泥船切削岩石的效率，增大了耙吸挖泥船的适用范围，但仍然存在以下缺陷：

（1）采用新型滚刀破坏岩石的整体性，为后续耙齿破岩提供割缝自由面，减小耙齿的挖掘阻力，但由于耙齿位置固定，导致耙齿挖掘深度固定，针对坚硬的岩石底质，岩石底质硬度覆盖深度不同导致不同耙齿磨损程度不同，针对坚硬的岩石底质挖掘深度过深容易导致耙齿磨损加剧，降低使用寿命；

（2）缺乏岩石底质的点破碎机构，不能很好的保证滚刀的耐久破岩；

（3）破碎后的岩石底质沉积，导致泥泵吸入河水占比过多，导致淤泥和岩石底质的吸收效率降低，不利于提高疏浚的作业效率。

因此我们对此做出改进，提出一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头。

发明内容

（一）本发明要解决的技术问题是：采用新型滚刀破坏岩石的整体性，为后续耙齿破岩提供割缝自由面，减小耙齿的挖掘阻力，但由于耙齿位置固定，导致耙齿挖掘深度固定，针对坚硬的岩石底质，岩石底质硬度覆盖深度不同导致不同耙齿磨损程度不同，针对坚硬的岩石底质挖掘深度过深容易导致耙齿磨损加剧，降低使用寿命；缺乏岩石底质的点破碎机构，不能很好的保证滚刀的耐久破岩；破碎后的岩石底质沉积，导致泥泵吸入河水占比过多，导致淤泥和岩石底质的吸收效率降低，不利于提高疏浚的作业效率。

（二）技术方案

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，包括耙头罩、安装在耙头罩前端的安装柱、可拆卸安装在安装柱前端的耙齿以及安装在耙头罩内腔的减速电机驱动的驱动轴，还包括：

第一传动箱，等距离分布在驱动轴的外壁，且所述第一传动箱的传动端连接有传动杆；

第一缓冲部，设置在传动杆的中段；

第二传动箱，连接在传动杆远离第一传动箱的一端，且所述第一传动箱与第二传动箱之间连接有限位伸缩架；

割缝机构，连接在第二传动箱的传动端；

第二缓冲部，设置在安装柱的中段；

倾角调节机构，活动连接在耙头罩内壁与传动杆之间，用于调节传动杆与竖直面之间的夹角；

高压水间歇喷射机构，安装在耙头罩上，且喷射口朝向耙齿。

其中，所述第一传动箱包括转动连接在驱动轴外壁的第一箱体、套在驱动轴外壁且置于第一箱体内的第一主动锥齿轮以及与第一主动锥齿轮啮合且转动连接在第一箱体内壁的第一从动锥齿轮，且所述传动杆的顶端延伸至第一箱体内腔与第一从动锥齿轮固定相连。

其中，所述第二传动箱包括通过限位伸缩架与第一箱体固定相连的第二箱体以及转动连接在第二箱体内壁且相互啮合的第二主动锥齿轮和第二从动锥齿轮，所述传动杆底端延伸至第二箱体内腔与第二主动锥齿轮固定相连。

其中，所述割缝机构包括与第二从动锥齿轮固定相连且向第二箱体外部延伸的破碎轴以及固定连接在破碎轴外壁的螺旋破碎片。

其中，所述倾角调节机构包括固定安装在耙头罩内壁的安装座、转动连接在传动杆靠近第一传动箱一端外壁的套环、连接在套环外壁的连接架以及连接在连接架与安装座之间的液压伸缩杆。

其中，所述高压水间歇喷射机构包括高压水供给组件以及连接在高压水供给组件出水段的间歇喷射组件。

其中，所述高压水供给组件包括安装在耙头罩内的水箱以及安装在耙头罩顶部且与水箱进水口连通的高压冲水管线。

其中，所述间歇喷射组件包括连接在水箱出水口的套筒、与套筒滑动相连的套杆、套在套杆置于套筒内腔杆段的压簧、开设在套筒外壁的泄压口、连接在泄压口处的朝向耙齿的喷射管以及连接在套杆伸缩端的间歇锤击组件。

其中，所述间歇锤击组件包括固定连接在套筒外壁的连接杆、转动连接在套杆远离套筒一端的锤击轴以及安装在锤击轴远离套杆一端的锤击头，所述连接杆远离套筒的一端与锤击轴中段活动相连。

其中，所述传动杆的外壁还连接有螺旋提升片。

有益效果

本发明所提供的一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，其有益效果是：

1.通过设置的第一缓冲部，实现了在割缝机构遭遇岩石底质坚硬程度不同的河道时，根据割缝深度复位弹簧压缩量自动适应，提高了对凹凸不平河道的割缝适应性能，保证了割缝机构的耐用性能；

2.通过设置的第二缓冲部与耙齿的配合，实现了根据割缝深度自动适应耙齿破碎深度的供，解决了现有技术中耙齿位置固定，导致耙齿挖掘深度固定，针对坚硬的岩石底质，岩石底质硬度覆盖深度不同导致不同耙齿磨损程度不同，针对坚硬的岩石底质挖掘深度过深容易导致耙齿磨损加剧，降低使用寿命的问题；

3.通过设置的割缝机构及倾角调节机构的配合，实现了破土角度的调节功能，降低破土难度；

4.通过设置的跟随传动杆转动的螺旋提升片，实现了破碎岩土及河道淤泥的辅助上升功能，提高了吸泥泵吸收物料中污泥的占比，提高了耙头罩吸泥口捕捉淤泥的效率，解决了现有技术中岩石底质沉积导致的疏浚作业效率低下的问题；

5.通过设置的朝向耙齿的间歇喷射组件，实现了高压水通过喷射管喷向河道底部的破碎的岩石底质，进一步实现了岩石底质的防沉积功能，解决了现有技术中破碎后的岩石底质沉积，导致泥泵吸入河水占比过多，导致淤泥和岩石底质的吸收效率降低，不利于提高疏浚的作业效率的问题；

6.通过设置的间歇锤击组件，实现了割缝机构破土点的点破碎功能，进一步降低了割缝机构的破碎难度，有助于提高了破碎机构的使用寿命，解决了现有技术中缺乏岩石底质的点破碎机构，不能很好的保证滚刀的耐久破岩的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的爆炸结构示意图之一；

图2为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的结构示意图；

图3为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的爆炸结构示意图之二；

图4为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的爆炸结构示意图之三；

图5为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的图4中A部分的放大结构示意图；

图6为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的驱动轴的连接结构示意图；

图7为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的传动杆的连接结构示意图之一；

图8为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的传动杆的结构示意图之二；

图9为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的间歇喷射组件的结构示意图之一；

图10为本申请提供的具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头的间歇喷射组件的结构示意图之二。

10、耙头罩；110、安装柱；120、耙齿；130、驱动轴；20、第一传动箱；210、传动杆；211、螺旋提升片；220、第一箱体；230、第一主动锥齿轮；240、第一从动锥齿轮；30、第一缓冲部；40、第二传动箱；410、限位伸缩架；420、第二箱体；430、第二主动锥齿轮；440、第二从动锥齿轮；50、割缝机构；510、破碎轴；520、螺旋破碎片；60、第二缓冲部；70、倾角调节机构；710、安装座；720、套环；730、连接架；740、液压伸缩杆；80、高压水供给组件；810、水箱；820、高压冲水管线；90、间歇喷射组件；910、套筒；920、套杆；930、压簧；940、喷射管；950、间歇锤击组件；951、连接杆；952、锤击轴；953、锤击头。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

实施例1：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本实施方式提出一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，包括耙头罩10、安装在耙头罩10前端的安装柱110、可拆卸安装在安装柱110前端的耙齿120以及安装在耙头罩10内腔的减速电机驱动的驱动轴130，还包括：

第一传动箱20，等距离分布在驱动轴130的外壁，且第一传动箱20的传动端连接有传动杆210；

第一缓冲部30，设置在传动杆210的中段，在本实施例中的第一缓冲部30将传动杆210分割为两段，具体为连接在两段传动杆210之间的伸缩杆以及套在伸缩杆外壁的复位弹簧还有套在其外侧与传动杆210滑动相连的防护壳，在割缝机构50遭遇岩石底质坚硬程度不同的河道时，根据割缝深度复位弹簧压缩量自动适应，提高了对凹凸不平河道的割缝适应性能，保证了割缝机构50的耐用性能；

第二传动箱40，连接在传动杆210远离第一传动箱20的一端，且第一传动箱20与第二传动箱40之间连接有限位伸缩架410；

割缝机构50，连接在第二传动箱40的传动端；

第二缓冲部60，设置在安装柱110的中段；

倾角调节机构70，活动连接在耙头罩10内壁与传动杆210之间，用于调节传动杆210与竖直面之间的夹角；

高压水间歇喷射机构，安装在耙头罩10上，且喷射口朝向耙齿120。

第一传动箱20包括转动连接在驱动轴130外壁的第一箱体220、套在驱动轴130外壁且置于第一箱体220内的第一主动锥齿轮230以及与第一主动锥齿轮230啮合且转动连接在第一箱体220内壁的第一从动锥齿轮240，且传动杆210的顶端延伸至第一箱体220内腔与第一从动锥齿轮240固定相连，将驱动轴130水平方向的转动转换为传动杆210竖直方向的转动。

第二传动箱40包括通过限位伸缩架410与第一箱体220固定相连的第二箱体420以及转动连接在第二箱体420内壁且相互啮合的第二主动锥齿轮430和第二从动锥齿轮440，传动杆210底端延伸至第二箱体420内腔与第二主动锥齿轮430固定相连，将传动杆210竖直方向的转动，转换为破碎轴510水平方向的转动。

割缝机构50包括与第二从动锥齿轮440固定相连且向第二箱体420外部延伸的破碎轴510以及固定连接在破碎轴510外壁的螺旋破碎片520，第二传动箱40将传动杆210竖直方向的转动转换为破碎轴510水平方向的转动，进而实现螺旋破碎片520对岩石底质的破碎功能，降低破土难度。

参照图6，倾角调节机构70包括固定安装在耙头罩10内壁的安装座710、转动连接在传动杆210靠近第一传动箱20一端外壁的套环720、连接在套环720外壁的连接架730以及连接在连接架730与安装座710之间的液压伸缩杆740，通过液压伸缩杆740伸缩量来调节传动杆210与竖直方向的夹角，进而实现割缝机构50上破碎轴510与水平方向的夹角，实现割缝机构50对岩石底质的破碎角度的调节功能，有助于提高破碎性能。

传动杆210的外壁还连接有螺旋提升片211。

在使用时，首先调节液压伸缩杆740的伸缩量，来调节破碎轴510的破土角度，然后开启水下驱动轴130，进而带动与其固定相连的第一主动锥齿轮230转动，第一从动锥齿轮240可跟随第一主动锥齿轮230转动，进而实现传动杆210在竖直方向的转动功能；

传动杆210转动的同时带动第二主动锥齿轮430转动，第二主动锥齿轮430在转动的同时带动与其啮合的第二从动锥齿轮440转动，在限位伸缩架410的约束下避免割缝机构50偏转，进而将传动杆210竖直方向的转动传递为破碎轴510水平方向的转动，带动螺旋破碎片520实现对岩石底质的破碎性能，同时在破碎的过程中第一缓冲部30根据岩石底质的深度自动调节复位弹簧伸缩量，进而实现对不同深度的岩石底质破碎适应性；

由于航道底部岩石底质凹凸不平，本方案中的第一缓冲部30会随着岩石底质的凹凸程度调节割缝机构50的破碎深度，避免螺旋破碎片520破碎深度过深造成损坏，在割缝机构50对岩石底质进行割缝破碎的同时，安装柱110上的第二缓冲部60根据割缝机构50的割缝深浅进行自适应调节第二缓冲部60上的复位弹簧的压缩量来控制耙齿120的破碎深度，实现岩石底质的进一步破碎，保证了耙齿120使用的耐久性；

同时传动杆210的自转带动螺旋提升片211转动，进而实现破碎岩土及河道淤泥的辅助上升功能，提高了吸泥泵吸收物料中污泥的占比，提高了耙头罩10吸泥口捕捉淤泥的效率。

实施例2：

下面结合具体的工作方式对实施例1中的方案进行进一步的介绍，详见下文描述：

如图1、图2、图3、图4、图9和图10所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，高压水供给组件80包括安装在耙头罩10内的水箱810以及安装在耙头罩10顶部且与水箱810进水口连通的高压冲水管线820。

间歇喷射组件90包括连接在水箱810出水口的套筒910、与套筒910滑动相连的套杆920、套在套杆920置于套筒910内腔杆段的压簧930、开设在套筒910外壁的泄压口、连接在泄压口处的朝向耙齿120的喷射管940以及连接在套杆920伸缩端的间歇锤击组件950。

高压冲水管线820向水箱810中提高高压水，并通过水箱810的出水口进入套筒910内，随着高压水的进入套筒910内压强变大，压簧930压缩套杆920伸展，泄压口漏出，套筒910内的高压水通过喷射管940喷向河道底部的破碎的岩石底质，进一步实现了岩石底质的防沉积功能，然后压簧930回弹，泄压口被封堵，随着高压水的进入再次提高套筒910内的压强，进而实现喷射管940的间歇喷射功能，提高了耙头罩10的作业效率。

实施例3：

下面结合具体的工作方式对实施例2中的方案进行进一步的介绍，详见下文描述：

如图9、图10所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，间歇锤击组件950包括固定连接在套筒910外壁的连接杆951、转动连接在套杆920远离套筒910一端的锤击轴952以及安装在锤击轴952远离套杆920一端的锤击头953，连接杆951远离套筒910的一端与锤击轴952中段活动相连；

使用时：通过间歇喷射组件90上的套杆920间歇往复伸缩，实现了锤击轴952的往复摆动，进而实现了锤击头953对岩石底质的间歇锤击，使得后续割缝机构50破土难度进一步降低，提高了割缝的稳定性。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，包括耙头罩（10）、安装在耙头罩（10）前端的安装柱（110）、可拆卸安装在安装柱（110）前端的耙齿（120）以及安装在耙头罩（10）内腔的减速电机驱动的驱动轴（130），其特征在于，还包括：

第一传动箱（20），等距离分布在驱动轴（130）的外壁，且所述第一传动箱（20）的传动端连接有传动杆（210）；

第一缓冲部（30），设置在传动杆（210）的中段；

第二传动箱（40），连接在传动杆（210）远离第一传动箱（20）的一端，且所述第一传动箱（20）与第二传动箱（40）之间连接有限位伸缩架（410）；

割缝机构（50），连接在第二传动箱（40）的传动端；

第二缓冲部（60），设置在安装柱（110）的中段；

倾角调节机构（70），活动连接在耙头罩（10）内壁与传动杆（210）之间，用于调节传动杆（210）与竖直面之间的夹角；

高压水间歇喷射机构，安装在耙头罩（10）上，且喷射口朝向耙齿（120），所述高压水间歇喷射机构包括高压水供给组件（80）以及连接在高压水供给组件（80）出水段的间歇喷射组件（90），所述高压水供给组件（80）包括安装在耙头罩（10）内的水箱（810）以及安装在耙头罩（10）顶部且与水箱（810）进水口连通的高压冲水管线（820），所述间歇喷射组件（90）包括连接在水箱（810）出水口的套筒（910）、与套筒（910）滑动相连的套杆（920）、套在套杆（920）置于套筒（910）内腔杆段的压簧（930）、开设在套筒（910）外壁的泄压口、连接在泄压口处的朝向耙齿（120）的喷射管（940）以及连接在套杆（920）伸缩端的间歇锤击组件（950）；

所述间歇锤击组件（950）包括固定连接在套筒（910）外壁的连接杆（951）、转动连接在套杆（920）远离套筒（910）一端的锤击轴（952）以及安装在锤击轴（952）远离套杆（920）一端的锤击头（953），所述连接杆（951）远离套筒（910）的一端与锤击轴（952）中段活动相连；

所述传动杆（210）的外壁还连接有螺旋提升片（211）。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，其特征在于，所述第一传动箱（20）包括转动连接在驱动轴（130）外壁的第一箱体（220）、套在驱动轴（130）外壁且置于第一箱体（220）内的第一主动锥齿轮（230）以及与第一主动锥齿轮（230）啮合且转动连接在第一箱体（220）内壁的第一从动锥齿轮（240），且所述传动杆（210）的顶端延伸至第一箱体（220）内腔与第一从动锥齿轮（240）固定相连。

3.根据权利要求2所述的一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，其特征在于，所述第二传动箱（40）包括通过限位伸缩架（410）与第一箱体（220）固定相连的第二箱体（420）以及转动连接在第二箱体（420）内壁且相互啮合的第二主动锥齿轮（430）和第二从动锥齿轮（440），所述传动杆（210）底端延伸至第二箱体（420）内腔与第二主动锥齿轮（430）固定相连。

4.根据权利要求3所述的一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，其特征在于，所述割缝机构（50）包括与第二从动锥齿轮（440）固定相连且向第二箱体（420）外部延伸的破碎轴（510）以及固定连接在破碎轴（510）外壁的螺旋破碎片（520）。

5.根据权利要求1所述的一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，其特征在于，所述倾角调节机构（70）包括固定安装在耙头罩（10）内壁的安装座（710）、转动连接在传动杆（210）靠近第一传动箱（20）一端外壁的套环（720）、连接在套环（720）外壁的连接架（730）以及连接在连接架（730）与安装座（710）之间的液压伸缩杆（740）。

Images